[发明专利]一种固定翼飞机吃水线模型试验装置及方法

说明书

本发明属于航空飞行器试验技术领域，具体涉及一种固定翼飞机吃水线模型试验装置及方法。装置包括固定翼飞机吃水线试验模型(1)、发射车(2)、模型挂载机构(3)、电动葫芦(4)、电子吊秤(5)以及传感器系统(6)；通过对零速条件下、具有渗漏源和内部结构分隔的固定翼飞机模型进水下沉过程进行试验模拟，通过监测模型俯仰角、横滚角、水线与各舱门门槛之间标尺读数随时间的变化曲线，对模型的零速漂浮运动规律进行梳理。在进一步对比分析不同模型初始重量、重心位置对进水下沉运动姿态、模型进水量的影响前提下，确定飞机在破损下沉过程中的姿态角包线、进水限值及零速漂浮时间。

技术领域

本发明属于航空飞行器试验技术领域，具体涉及一种固定翼飞机吃水线模型试验装置及方法。

背景技术

随着飞机跨海活动的日益增多，飞机因意外情况发生水上迫降事故的情况也时有发生，为提高民用飞机的跨海飞行安全性，世界各国都将水上迫降内容编制进军/民用飞机的适航规范。随后，伴随着航天事业的发展人们的研究领域扩展到太空，返回舱的入水耐压冲击性能和水上漂浮特性逐渐转变为水上迫降的研究重点。在对上述问题进行研究时，常用的研究方法可分为计算分析和模型试验两类，前者侧重于采用数学解析和数值模拟的方法，对飞机实体模型进行漂浮性能分析。

虽然该方法具备一定的工程实用能力，但对于下沉飞机的内部舱室划分、气密区分布、进水容积等效还不能全面、准确的考虑。涉及到机身内部水流分布、液体晃荡动态响应的漂浮特性分析技术尚不完善。相较而言，模型试验因具有全面表征实际等效模型的内部结构和气密特征，实时输出飞机进水运动过程的运动特点和进水量分布特性等技术优势，而具有广泛的应用优势。

目前，还未见现有技术公开实用的固定翼飞机吃水线模型试验装置及方法。

发明内容

本发明的目的是：本发明的目的是借助模型试验可全面表征实机等效模型的内部结构、气密特征，实时输出飞机进水运动过程的运动特点和进水量分布特性等技术优势，而设计的固定翼飞机吃水线模型试验方法。通过该方法，可对零速条件下、具有渗漏源和内部结构分隔的固定翼飞机模型进水下沉过程进行试验模拟，通过监测模型俯仰角、横滚角、水线与各舱门门槛之间标尺读数随时间的变化曲线，对模型的零速漂浮运动规律进行梳理。在进一步对比分析不同模型初始重量、重心位置对进水下沉运动姿态、模型进水量的影响前提下，确定飞机在破损下沉过程中的姿态角包线、进水限值及零速漂浮时间。为固定翼飞机漂浮时间初步评估和基于提升漂浮能力的机体结构优化设计提供指导建议。

本发明的技术方案：为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，提出一种固定翼飞机吃水线模型试验装置，其特征在于，包括固定翼飞机吃水线试验模型1、发射车2、模型挂载机构3、电动葫芦4、电子吊秤5以及传感器系统6；

所述发射车2安装于预设水域的轨道上方，通过沿水平方向的运动，可实现对试验区域进行调整；所述模型挂载机构3固定连接于发射车2底端，在发射车2的牵引下，与之同时运动/停止；所述电动葫芦4顶端固定连接于所述模型挂载机构3上，其底端与电子吊秤5的顶端通过电动葫芦4挂钩连接；所述固定翼飞机吃水线试验模型1吊挂于所述电子吊秤5下端吊钩上；

所述传感器系统6包括惯性测量单元7、无线采集器8、电池9、摄录系统10和数据分析系统11；所述惯性测量单元7安装于所述固定翼飞机吃水线试验模型1重心处的水密盒子内；所述无线采集器8、电池9固定在所述固定翼飞机吃水线试验模型1仪器水密盒内，分别用于采集、记录惯性测量单元7的测试参数和对模型内部传感器供电；所述摄录系统10为可移动式跟拍设备，用于对模型进水下沉过程的运动情况进行监测；所述数据分析系统10放置于地面上，用于对采集试验数据的进行分析处理；所述惯性测量单元7、无线采集器8、摄录系统10分别与所述数据分析系统11可通信地连接，能够将试验过程中的数据实时传输至数据分析系统。

根据本发明的第二方面，提出一种固定翼飞机吃水线模型试验方法，采用上述一种固定翼飞机吃水线模型试验装置，其特征在于，包括如下步骤：